[精品]淺談共軛效應(yīng)與超共軛效應(yīng)

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1、淺談共軌效應(yīng)與超共軌效應(yīng)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院08化學(xué)摘要：共轆效應(yīng)與超共軌效應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中非常重要的理論，對(duì)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，反應(yīng)活性冇著很大的影響，對(duì)探究有機(jī)反應(yīng)機(jī)理、研究產(chǎn)物特性等冇著重要的作用。同時(shí)，理解共轆效應(yīng)與超共轆效應(yīng)對(duì)學(xué)好有機(jī)化學(xué)也有重要意義。關(guān)鍵詞：共軌超共輒1?共軌效應(yīng)共轆效應(yīng)乂稱離域效應(yīng)，是一個(gè)分子在“靜止”狀態(tài)以及在微擾狀態(tài)（例如在反應(yīng)過程屮）的特性。在單雙鍵交替出現(xiàn)的共轆分子屮，可以看做兩個(gè)孤立的雙鍵用一個(gè)單鍵聯(lián)合在一起，兀屯子的運(yùn)動(dòng)范圍由兩個(gè)碳原子之間擴(kuò)充到四個(gè)碳原了Z間，因此稱為離域現(xiàn)象。不飽和的化合物屮，冇三個(gè)或三個(gè)以上互相平行的P軌道形成大兀鍵，這種體系稱

2、為共饑體系。共轆體系中，兀電子云擴(kuò)展到整個(gè)體系的現(xiàn)象稱為電子離域或離域鍵。因電子離域，共轆效應(yīng)導(dǎo)致分子產(chǎn)生能量降低，分子趨于穩(wěn)定，鍵長平均化等現(xiàn)象。1.1共軌的類型烷基上c原子與極小的氫原子結(jié)合，由于電子云的屏蔽效力很小，所以這些電子比較容易與鄰近的兀電子（或p電子）發(fā)生電子的離域作用，這種涉及到。軌道的離域作用的效應(yīng)叫超共輒效應(yīng)。超共覘體系，比共轆體系作用弱，穩(wěn)定性差,共輒能小。1.1.1正常共軌效應(yīng)又稱z共軌。是指兩個(gè)以上雙鍵（或三鍵）以單鍵相聯(lián)結(jié)時(shí)所發(fā)生的電子的離位作用?？梢院唵蔚馗琶铻殡p鍵、單鍵相間的共饑就是…共轆。例如：n3,5-已三烯1.1.2多電子共軌效應(yīng)又稱p?7T共軌。是指

3、通過未成鍵的P軌道（包括全滿，半滿及全空軌道）與形成兀鍵的P軌道的重疊而導(dǎo)致的電了離域作用。包括富電了，足電了，缺電了三種P-兀共軌類型。我們也可以簡單地理解為：雙鍵相連的原子上的P軌道與兀鍵的P軌道形成的共轆即為P?7T共饑。例如：CH2—CH—CH氯乙烯（3個(gè)原子核吸引4個(gè)譏電手，是多電子共趣體系）JTH烯丙正碳離手（3個(gè)原子核吸引2個(gè)31電手，是缺電子共馳體系）1.2共軌效應(yīng)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響在外界的影響下，共軌效應(yīng)能使屯子分布轉(zhuǎn)移并在化學(xué)特性上有所反映。如1）電性：離域兀鍵的形成增加了物質(zhì)的電導(dǎo)。2）顏色：離域兀鍵的形成擴(kuò)大了兀電子的活動(dòng)范圍，使體系能量降低，能級(jí)間隔變小，由。鍵的紫外

4、光區(qū)移至離域兀鍵的可見光區(qū)。含離域兀鍵的化合物往往是染料、生色劑和指示劑等。酚駄在堿性溶液屮變紅就是因?yàn)閿U(kuò)大了兀電子的離域范圍。3）酸堿性：苯酚呈酸性,苯胺呈堿性。前者是因?yàn)殡婋x掉H+后離域范圍穩(wěn)定存在；后者是因?yàn)楸緛矸肿又芯陀须x域兀鍵，不易電離，可接受11+。4）化學(xué)反應(yīng)性能：芳香化合物的芳香性、游離基的穩(wěn)定性，丁二烯類的1,4加成等都和離域兀鍵的生成有關(guān)。2.超共軌效應(yīng)超共覘效應(yīng)視其電子電子轉(zhuǎn)移作用分為0-兀?”-p?兒種，以o-n最為常'見。1.1O-7T超共軌丙烯分了中的甲基可繞c—C。鍵旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到某一角度時(shí)，甲基中的C-12鍵與C=c的兀鍵在同一平而內(nèi),C-H0鍵軸與鍵P軌道近似

5、平行，形成0-71共饑休系，稱為6兀超共饑體系。在研究有機(jī)反應(yīng)吋有著重要的應(yīng)用，在學(xué)習(xí)不對(duì)稱烯坯的HX加成反應(yīng)吋，我們以C正離子形成的穩(wěn)定性來解釋馬爾科夫尼科夫規(guī)則，若應(yīng)用6兀超共軌效應(yīng)，則不僅說明甲基是推電了的，同時(shí)加深了對(duì)這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的深入理解。再如，不飽和烯坯的a-H的特殊活潑性也可以用e兀超共軌效應(yīng)來理解。丙烯的卩基比丙烷的甲基活潑的多，在液氨中丙烯中甲基的H易被取代，丙烷中甲基的H不易被取代。1.2（r-p超共軌當(dāng)烷基與止離了或游離基相連時(shí)，C-II.h電了云可以離域到空的p空軌道或冇單個(gè)電子的p軌道上，使正電荷和單電子得到分散，從而體系趨于穩(wěn)定，稱做（7-P超共軌體系。簡單的說就

6、是C-H的（7鍵軌道與P軌道形成的共轆休系稱做曠P超共轆體系。如乙基碳正離子即為曠P超共覘體系。參加6P超共軌的C-H數(shù)廿越多，正電荷越容易分散，C正離子就越穩(wěn)定。2.應(yīng)用共軌與超共軌效應(yīng)的應(yīng)用很廣泛，可以判斷物質(zhì)的活性，解釋共軌多烯的鍵t平均化，碳正離子穩(wěn)定性，碳游離基穩(wěn)定性，自由基理論，苯環(huán)上定位機(jī)理等。參考文獻(xiàn)：1.萬福忠;雷秀兵；；對(duì)超共範(fàn)效應(yīng)的探討[J];長江大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）;1983年02期2.吳伶俐；談?dòng)袡C(jī)化合物中誘導(dǎo)效應(yīng)和共轆效應(yīng)及應(yīng)用；鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)；1994年02期3?李潤卿；渠榮遴；閆穎；李娜；邙青;冇機(jī)結(jié)構(gòu)波譜中二級(jí)結(jié)構(gòu)效應(yīng)機(jī)理的新探索(11)——

7、兀一p共轆效應(yīng)和超共轆效應(yīng);化學(xué)通報(bào);2001年04期